Der Übergang vom 3D-Druck zur CNC-Bearbeitung: Wann und warum die Umstellung erfolgen sollte

Der Übergang vom 3D-Druck zur CNC-Bearbeitung gilt als der aufregendste neue technologische Fortschritt in der heutigen Fertigungsindustrie. Sie hat das Prototyping und die Kleinserienfertigung in vielen Branchen verändert. Doch fast jedes Mal, wenn ein Ingenieur oder Produktentwickler an etwas arbeitet, kommt der Zeitpunkt, an dem die Magie der additiven Fertigung nicht mehr funktioniert. Die CNC-Bearbeitung ist das nächste große Ding in der Technologie, das in den Vordergrund rückt.

Dieser Artikel soll Ihnen helfen zu verstehen, warum, wann und wie man vom 3D-Druck zur CNC-Bearbeitung wechselt. Es werden auch einige Branchengeheimnisse sowie die wichtigsten Unterschiede, Herausforderungen und Chancen aufgedeckt. Diese spannende Aufschlüsselung wird Ihre Denkweise über die Fertigung verändern, ganz gleich, ob Sie Ingenieur oder Produktdesigner sind oder sich einfach nur für Technik interessieren. Also, lesen Sie dies Der Übergang vom 3D-Druck zur CNC-Bearbeitung bis zum Ende.

Das Wachstum der additiven Fertigung im Laufe der Jahre

Als der 3D-Druck auf den Markt kam, versprach er schnelles Prototyping, komplizierte Formen und Personalisierung, und er hielt, was er versprach. Aber wenn Ihr Produkt von der Idee zur realen Nutzung übergeht, tauchen Fragen auf: 

• Kann der 3D-Druck Ihrer Branche die nötige Genauigkeit verleihen? 
• Sind die Materialien für Teile geeignet, die funktionieren müssen und stark beansprucht werden? 
• Wie sieht es mit der Oberflächenbeschaffenheit, der Wiederholbarkeit und der Nachbearbeitung aus? 

Dies sind nicht nur kleine Probleme, sondern sie können über den Erfolg oder Misserfolg einer realen Produktion entscheiden.

Das war die Zeit, als die CNC-Bearbeitung Einzug hielt. 

Wann sollte man von der additiven zur subtraktiven Fertigung wechseln?

Bevor wir uns mit den Einzelheiten der Änderung befassen, sollten wir uns vergewissern, dass wir das Wichtigste verstanden haben:

Beim 3D-Druck (auch additive Fertigung genannt) werden Gegenstände durch Auftragen von Materialschichten hergestellt. Auf der anderen Seite, CNC-BearbeitungBei der subtraktiven Fertigung werden Schneidwerkzeuge eingesetzt, um Objekte zu formen, indem Material aus einem festen Block entfernt wird.

Was ist also das Besondere daran? Was ist der Unterschied zwischen den beiden? Die Änderung des Konzepts vom Aufbau (3D-Druck) zum Abbau (CNC-Bearbeitung) hat große Auswirkungen auf Toleranzen, Materialien, Kosten und Möglichkeiten.

Die wichtigsten Erkenntnisse über Materialauswahl, -unterschiede und -auswahl für die moderne Fertigung

CNC glänzt, wenn es um die Wahl der Materialien geht. Die meisten Desktop-3D-Drucker können nur mit PLA drucken, ABS, PETG und, wenn Sie Glück haben, auch Nylon oder Kohlefaserverbundwerkstoffe. Aber was, wenn Ihr Teil benötigt:

• Um mit großer Hitze umgehen zu können?
• Sehr widerstandsfähig gegen Verschleiß?
• Befolgen Sie die FDA- oder ISO-Vorschriften?

Die CNC-Bearbeitung eröffnet eine völlig neue Ebene industrieller Materialien, wie z.B.:

• Aluminium (6061, 7075)
• Stahl, der nicht rostet
• Messing
• Titan
• POM (Delrin)
• PEEK

Und viele mehr...

Profi-Tipp: Die Lücke bei den Materialeigenschaften ist eines der besten Anzeichen dafür, dass Sie von der additiven zur subtraktiven Fertigung wechseln sollten.

Toleranzen: Der ultimative Game-Changer von 3D-gedruckten Teilen

Beim 3D-Druck sind Toleranzen sehr wichtig, denn sie entscheiden darüber, wie gut die Teile passen und funktionieren. Die richtige Toleranz sorgt dafür, dass das Produkt funktioniert, zuverlässig ist und sich leicht zusammensetzen lässt.

Die Hauptunterschiede bei Toleranzen und Materialien deuten ausdrücklich darauf hin, dass die meisten 3D-Druck-Workflows an engen Toleranzen scheitern, ohne dass es jemand merkt. Standard-3D-Drucker können nur Toleranzen von ±0,1 bis ±0,3 mm verarbeiten, aber die CNC-Bearbeitung kann problemlos Toleranzen von ±0,025 mm oder weniger verarbeiten. Das ist die Grenze zwischen Zulassung und Ausschuss in Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau und Medizin.

Ein Beispiel aus der Praxis Inklusive

Stellen Sie sich vor, Sie fertigen ein individuelles Drohnenteil mit vielen Schnappverbindungen und Löchern, die sehr präzise sind. Sie könnten einen 3D-Druck verwenden, um es zu testen. Aber was ist, wenn es perfekt auf eine Platine passen oder mit einem anderen Teil übereinstimmen muss? Du fliegst in ein schwieriges Gebiet.

Der wichtigste Punkt, um diese Analogie zu verstehen, ist, dass Sie auf CNC umsteigen müssen, wenn Ihr Teil enge Toleranzen hat oder Teile zusammenpassen müssen. Das ist keine Option.

Nachbearbeitung: Eine Geschichte von Arbeit und Ende

Beide CNC und 3D-Druck müssen nachbearbeitet werden, aber die Schritte sind sehr unterschiedlich.

3D-Druck 

• Oft ist es erforderlich, den Träger zu entfernen, zu schleifen und mit Aceton (bei ABS) zu glätten oder mit UV-Licht auszuhärten.
• Die Ebenenlinien sind sichtbar, wenn Sie sie nicht weiter bearbeiten.
• Eine gleichbleibende Oberflächenqualität zu erreichen, erfordert viel Arbeit und ist nicht immer einfach.

CNC-Bearbeitung

• Ermöglicht eine glatte, bearbeitete Oberfläche direkt nach dem Fräsen.
• Sie können verwenden EloxierenPerlstrahlen, Pulverbeschichtung oder chemisches Polieren.
• Sehr strenge Kontrolle der Maßhaltigkeit von Anfang an.

Letzten Endes gewinnt CNC immer, wenn Aussehen, Verarbeitung und Genauigkeit wichtig sind.

Wann man sich ändern sollte: Der geheime Punkt der Veränderung

Das ist die große Frage: Wann ist es an der Zeit, den 3D-Druck einzustellen und auf CNC umzusteigen?

Die meisten Berufstätigen kommen an diese Weggabelung, wenn:

• Die Teile werden weniger kompliziert, aber die Funktionsfähigkeit nimmt zu.
• Sie müssen mindestens fünf gleiche Teile herstellen.
• Die Teile müssen Stress, Belastung oder Hitze aushalten können.
• Sie brauchen Teile, die für die Kunden bereit sind und professionell aussehen.

Es gibt Regeln oder Sicherheitsanforderungen, die eingehalten werden müssen.

Doch was war der eigentliche Wendepunkt? Wenn die Kosten für jedes Teil beim 3D-Druck gleich oder höher sind als beim CNC-Druck.

Kostenvergleich von 3D-Druck und CNC-Bearbeitung

Lassen Sie uns mit dem Mythos aufräumen: 3D-Druck ist nicht immer billiger.

3D-Druck:

• Niedrig Installationskosten und eignet sich hervorragend für das Prototyping.
• Längere Bauzeiten für große oder dichte Teile.
• Kosten nimmt exponentiell zu mit Nachbearbeitungsaufwand und Fehlern.

CNC-Bearbeitung:

• Höher Ersteinrichtung (Werkzeugbahnen, Vorrichtungen).
• Schnelle Teileausgabe sobald die Einrichtung abgeschlossen ist.
• Niedrigere Kosten pro Einheit bei mittleren bis hohen Lautstärken.

Wenn Sie also aufstocken wollen, CNC-Bearbeitung ist oft kostengünstiger als 3D-DruckBesonders wenn man an misslungene Drucke, Trägermaterial und Nachbearbeitung denkt.

Hybride Fertigungsabläufe: Das Beste aus beiden Welten

Warum sich für eines entscheiden, wenn man beides haben kann? Man muss sich nicht zwischen zwei Dingen entscheiden, wenn man heute etwas herstellt. 

• Viele erfolgreiche Arbeitsabläufe nutzen heute eine Mischung aus verschiedenen Strategien, wie z. B. das Prototyping in 3D und die Herstellung von Dingen in CNC.
• Verwenden Sie den 3D-Druck, um Vorrichtungen, Halterungen oder Formen herzustellen, die sich im Inneren von Dingen befinden.
• Setzen Sie gedruckte Teile mit Metallverstärkungen oder maschinell bearbeiteten Einsätzen zusammen.

Hack für Innovation

Stellen Sie sich einen 3D-gedruckten Drohnenrahmen vor, der leicht ist, aber über Präzisionshardware verfügt, die mit gefrästem Metall montiert wird. Oder ein Roboterprototyp, der über Nacht gedruckt wird und dessen endgültiges Gehäuse dann für die Erprobung im Feld CNC-gefräst wird.

Ein hybrider Arbeitsablauf kann Ihnen helfen, schneller zu testen, bessere Produkte zu entwickeln und Ihr Unternehmen auszubauen, ohne zu viel Geld auszugeben.

Die Zukunft der Fertigung: Es geht nicht um das eine oder das andere

3D-Druck und CNC-Bearbeitung sind im Zuge des industriellen Wandels keine Konkurrenten mehr. Sie arbeiten zusammen. Die Frage ist nicht "was besser ist?", sondern "was für diesen Teil besser istzu diesem Zeitpunkt und in dieser Phase des Produktlebenszyklus?"

Umzug von 3D-Druck und CNC-Bearbeitung bedeutet nicht, dass man neue Ideen aufgeben muss, sondern dass man sie größer machen muss. Jetzt, wo es KI-gestützte CAM-Software, automatisierte Angebotsplattformen und cloudbasierte Fertigung gibt, war der Sprung noch nie einfacher und wichtiger.

Fazit - Der Übergang vom 3D-Druck zur CNC-Bearbeitung 

Wenn Sie noch lesen, befinden Sie sich wahrscheinlich am Rande der Übergangsklippe. Denken Sie darüber nach:

Funktionieren Ihre 3D-Drucke im wirklichen Leben nicht? Fragen Kunden oder Interessengruppen nach Teilen, die sofort in der Produktion verwendet werden können? Drucken Sie das gleiche Modell 10 Mal? Benötigen Sie bessere Oberflächen, Materialien oder Toleranzen?

Wenn Sie einen dieser Punkte bejaht haben, ist es an der Zeit, etwas zu ändern. Wir können also eindeutig sagen, dass CNC-Bearbeitung nicht nur der nächste Schritt ist, sondern der Weg zu industrieller Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Professionalität. Sind Sie bereit für den Wechsel? Es könnte der Schlüssel für die Zukunft Ihres Produkts sein.

FAQ über den Übergang vom 3D-Druck zur CNC-Bearbeitung

1. Warum sollten Sie vom 3D-Druck zur CNC-Bearbeitung wechseln?

Bessere Oberflächengüte, festere Materialien, höhere Präzision und die Möglichkeit, die Produktion zu steigern.

2. Welches sind die wichtigsten Unterschiede bei den Materialien und Toleranzen?

CNC hat engere Toleranzen (±0,025 mm) und kann mit stärkeren Materialien wie Aluminium, Stahl und POM arbeiten.

3. Wann ist es an der Zeit, von der additiven zur subtraktiven Fertigung überzugehen?

Wenn Sie ein besseres Finish, mehr Haltbarkeit oder mehr als 5-10 Einheiten benötigen.

4. Was ist der Unterschied zwischen der Nachbearbeitung bei CNC und 3D-Druck?

CNC-Teile müssen nicht viel nachbearbeitet werden, aber 3D-Drucke müssen oft geschliffen werden und ihre Stützen müssen entfernt werden.

5. Ist CNC-Druck oder 3D-Druck billiger?

Für die Herstellung von Prototypen ist der 3D-Druck billiger; für die Herstellung vieler Dinge ist die CNC-Technik billiger.

6. Ist es möglich, 3D-Druck und CNC im selben Arbeitsablauf zu verwenden?

Ja, hybride Workflows nutzen beides, um die beste Leistung und die niedrigsten Kosten zu erzielen.

7. Welche Probleme beim 3D-Druck lassen sich mit CNC beheben?

Schwach, schlechtes Finish, wenige Materialien und lose Toleranzen.

8. Ist die CNC für die Herstellung kleiner Chargen geeignet?

Ja, vor allem für Teile, die sehr präzise sein und eine professionelle Oberfläche haben müssen.